U ožujku prošle godine u udaljenom kutku svemira, zvjezdana crna rupa postala je najsjajniji izvor rendgenskog zračenja na nebu, a znanstvenici iz NASA-e odlučili su saznati zašto. Promjenu je, kako stvari stoje, uzrokovao drukčiji oblik plina kojeg crna rupa silovito uvlači u sebe. Do otkrića se, doduše, stiglo na krajnje neobičan način, a to je praćenjem takozvanih 'odjeka svjetla', prenosi Sky & Telescope.

Astronomi crne rupe mogu proučavati zato jer su one, za razliku od svoje neposredne okoline - nevidljive. Dok promatramo kako se zvjezdana crna rupa hrani obližnjim suncem, plinovi oko nje kruže i približavaju se njezinom središtu, što zbog strahovitog porasta temperature uzrokuje odašiljanje rendgenskog zračenja u svemir. Iznad ove pojave koju zovemo akreacijski disk, elektromagnetski se nabijene čestice sakupljaju u još topliji oblak - užarenu koronu koja rendgenske zrake ispaljuje puno većom energijom nego sam akreacijski disk.

Koji je točno oblik korone?

Premda ove pojave možda opisuju kako korona funkcionira, one nam ne daju nikakvu informaciju o tome kako ona zapravo izgleda, a ista stvar vrijedi i za akreacijski disk (pored toga da znamo da se radi o disku). Da stvar bude složenija, crne rupe zvjezdane mase imaju promjenjive 'prehrambene navike', što znači da u jednom trenu usisavaju užareni plin, dok u drugom ne rade ništa. Kada odluče promijeniti režim rada, crne rupe promijene način na koji odašiljaju rendgensko zračenje, što znači da promjena rendgenskog zračenja nastaje zbog promjene oblika korone i diska, no na žalost svih lubitelja fotografije, njihov je oblik nemoguće snimiti trenutno dostupnom tehnologijom.

Erin Kara sa sveučilišta Maryland i njezine kolege iz centra Goddatd 10. su siječnja objavili izračune koji objašnjavaju promjene na crnoj rupi, predstavivši usput nova otkrića o rastu ovih tajnovitih pojava. Znanstveni rad je objavljen u časopisu Nature te predstavljen tijekom okupljanja u Američkom društvu astronoma.

'Ekolokacija' svjetlom

Znanstveni tim je kako bi snimio crnu rupu pribjegao alternativnoj metodi, a to je odbijanje svjetla u sustavu. Inspiracija za ovaj način praćenja kozmičkih pojava su zemaljski šišmiši koji koriste ekolokaciju - proizvode zvuk i snalaze se u prostoru slušanjem njegovog odjeka od okolnih predmeta. Kara i kolege koristili su svjetlosne odjeke kako bi otkrili sastav crne rupe okružene užarenim plinom.

Znanstveni tim je porast zračenja otkrio uz pomoć mjernog instrumenta na Međunarodnoj svemirskoj stanici. Sustav za praćenje rendgenskog zračenja (Monitor of All-sky X-ray image, ili skraćenom MAXI) prati nebo svakih 96 minuta i analizira snimku kako bi pronašao izvore zračenja. 11. ožujka prošle godine upravo taj je instrument uhvatio pojačani intenzitet zračenja iz izvora pod imenom J1820+070. Idućeg dana instrument za mjerenje sastava neutronskih zvijezda (Neutron star Interior Composition Explorer iliti NICER) počeo je promatrati taj izvor snimajući sliku svaka tri dana. NICER je brojao fotone rendgenskog zračenja sve dok nisu premašili 25,000 fotona u sekundi.

Drugim riječima, većina rendgenskog zračenja niske energije stigla je iz diska crne rupe, dok je ono visoke energije stiglo iz same korone. Nakon što ne NICER zabilježio promjenu visokoenergetskog zračenja (porast i onda pad), očekivalo se da će se isto desiti i sa zračenjem niske energije. Astronomi su prema tome pretpostavili da je zračenje visoke energije iz korone ozračilo disk i zagrijalo ga sve dok nije počeo isijavati zračenje niske energije.

Nešto se smanjuje...

Odjeci su tijekom nekoliko tjedana postali sve učestaliji, što znači da se nešto u sustavu počelo smanjivati. S obzirom da se zračenje diska nije mijenjalo, tim predvođen Karaom zaključio je da se smanjuje korona - i to od 169 km na svega 16,9 km. Prema očitanju, korona se zapravo istegnula uspravno u odnosu na disk, što znači da je ona sama povezana sa visokoenergetskom tvari koja u mlazovima izbija iz sustava u kojima nalazimo crne rupe.

Zaključeno je, dakle, da je korona zapravo uzrok mlazova plina, što naglašava i koautor objave James Steiner iz Tehnološkog instituta u Massechusetsu, uz vrlo važnu napomenu: 'Premda ideja korone koja izbacuje plinove zvuči logično nakon ovog mjerenja, valja naglasiti da se radi o teoriji koja nije nova u znanstvenoj zajednici.'

Rezultati istraživanja ne daju pravu perspektivu na raspon djelovanja supermasivnih crnih rupa koje djeluju na puno većem području od onih zvjezdanih. Dok se crna rupa mase zvijezde 'pali' na nekoliko dana ili mjeseci, supermasivnoj crnoj rupi za to će trebati nekoliko tisuća ili desetaka tisuća godina.

'Ovo mjerenje doprinosi znanstvenim nastojanjima, no za konačne zaključke potrebno je izmjeriti slično ponašanje i kod drugih zvjezdanih crnih rupa', zaključuju.